Question

如圖所示，兩塊平行金屬板A、B，帶有等量異種電荷，豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，小車的總質量是M，整個裝置靜止在光滑的水平面上。一質量為m、電荷量是q的小球，在小車表面上以初速度v₀沿垂直金屬板的方向從B板底部的小孔射入兩板之間，且恰好不與A板相碰。求兩板間的電勢差為多少。

Answer 1

解析：令小球帶正電，則B板帶負電，A板帶正電，當小球從小孔進入兩板之間時，小球在電場力的作用下做減速運動，小車在電場力的作用下做加速運動。由于小球恰好不與A板相碰，表明小球靠近A板時，與小車達到共同速度v，把小球與小車當作系統，系統所受的外力之和為零，系統的總動量守恒。據動量守恒定律，得mv₀=(m+M)v             ①

據能量守恒得=(m+M)v²+qU                                            ②

由①②解得U=。